汽車構(gòu)造第五章新能源汽車

第五章新能源汽車汽車構(gòu)造

發(fā)動(dòng)機(jī)底盤電氣設(shè)備第一章第二章第三章第四章汽車構(gòu)造新能源汽車第五章汽車總論

第五章新能源汽車汽車構(gòu)造第五章新能源汽車第三節(jié)生物燃料汽車第四節(jié)其他新能源汽車第一節(jié)電動(dòng)汽車第二節(jié)氣體燃料汽車

新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料（或同時(shí)使用常規(guī)車用燃料和新型車載動(dòng)力裝置）作為動(dòng)力來源，綜合車輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)，具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。

現(xiàn)在應(yīng)用及研究中的新能源汽車主要包括電動(dòng)汽車（包括純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車、燃料電池電動(dòng)汽車等）、氣體燃料汽車（包括壓縮天然氣汽車、液化天然氣汽車、液化石油氣汽車等）、生物燃料汽車（包括醇類汽車、生物柴油汽車、二甲醚汽車等）、氫氣汽車、太陽能汽車等。第五章新能源汽車

電動(dòng)汽車包括純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車和燃料電池電動(dòng)汽車。

一、純電動(dòng)汽車

純電動(dòng)汽車（圖5-1）：驅(qū)動(dòng)能量完全由電能提供的、由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車。電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電能來源于車載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)或其他能量儲(chǔ)存裝置。第一節(jié)電動(dòng)汽車圖5-1榮威E550純電動(dòng)汽車

純電動(dòng)汽車本身不排放污染大氣的有害氣體，即使按所耗電量換算為發(fā)電廠的排放，除硫和微粒外，其他污染物也顯著減少；電廠大多建于遠(yuǎn)離人口密集的城市，對人類傷害較小，而且電廠是固定不動(dòng)的，集中排放，清除各種有害排放物較容易，也已有了相關(guān)成熟技術(shù)；電力可以從多種一次能源獲得，如煤、核能、水力等，解除人們對石油資源日見枯竭的擔(dān)心。

純電動(dòng)汽車還可以充分利用晚間用電低谷時(shí)富余的電力充電，使發(fā)電設(shè)備日夜都能充分利用，大大提高其經(jīng)濟(jì)效益。有些研究表明，同樣的原油經(jīng)過粗煉，送至電廠發(fā)電，經(jīng)充入電池，再由電池驅(qū)動(dòng)汽車，其能量利用效率比經(jīng)過精煉變?yōu)槠?，再?jīng)汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車要高，因此有利于節(jié)約能源和減少CO2的排放。第一節(jié)電動(dòng)汽車

純電動(dòng)汽車由電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)力傳動(dòng)等機(jī)械系統(tǒng)、完成既定任務(wù)的工作裝置等組成，如圖5-2所示。純電動(dòng)汽車主要是由電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)的，所以沒有發(fā)動(dòng)機(jī)，替代發(fā)動(dòng)機(jī)的是電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，它是純電動(dòng)汽車的核心，主要由電力驅(qū)動(dòng)主模塊、車載電源模塊和輔助模塊三大部分組成，它也是區(qū)別于內(nèi)燃機(jī)汽車的最大不同點(diǎn)。純電動(dòng)汽車的其他裝置基本與內(nèi)燃機(jī)汽車基本相同。第一節(jié)電動(dòng)汽車圖5-2純電動(dòng)汽車的主要結(jié)構(gòu)

1．電力驅(qū)動(dòng)主模塊

電力驅(qū)動(dòng)主模塊主要包括中央控制器、驅(qū)動(dòng)控制器、電動(dòng)機(jī)（圖5-3）、機(jī)械傳動(dòng)裝置和車輪等，它的主要功用是將蓄電池的電能轉(zhuǎn)化為車輪的動(dòng)能，為車輛提供可靠的驅(qū)動(dòng)力。裝有能量回收裝置的車輛還可以將車輛減速制動(dòng)時(shí)車輪的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔軆?chǔ)存在蓄電池內(nèi)。純電動(dòng)汽車裝有和傳統(tǒng)汽車類似的加速踏板，只不過純電動(dòng)汽車的加速踏板是控制電流大小的，而不是控制節(jié)氣門開度大小的。

中央控制器根據(jù)加速踏板傳來的電流信號(hào)，向驅(qū)動(dòng)控制器發(fā)出指令，對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，例如加速、減速等。

驅(qū)動(dòng)控制器是按照中央控制器的要求指令、電動(dòng)機(jī)的速度和電流反饋信號(hào)，對電動(dòng)機(jī)的速度、旋轉(zhuǎn)方向等進(jìn)行控制。純電動(dòng)汽車倒檔功能的實(shí)現(xiàn)是通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)的反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的。第一節(jié)電動(dòng)汽車圖5-3電動(dòng)機(jī)

2．車載電源模塊

車載電源模塊主要包括可充電蓄電池、充電控制器和能量管理系統(tǒng)等。

蓄電池是純電動(dòng)汽車的動(dòng)力來源，制約純電動(dòng)汽車發(fā)展的最大瓶頸就是蓄電池。蓄電池大約占到純電動(dòng)汽車制造成本的1/3左右。純電動(dòng)汽車使用的蓄電池主要有鉛酸蓄電池、鎳氫蓄電池、鎳鎘蓄電池、鋰離子蓄電池和鋅鎳電池等。

鉛酸蓄電池（圖5-4）是1859年發(fā)明的，至今已有100多年的歷史了，現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)電源仍采用鉛酸蓄電池。鉛酸蓄電池的電極主要由鉛及其氧化物（二氧化鉛）制成，電解液是硫酸溶液。鉛酸蓄電池的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉，高倍率放電性能良好，電能效率高，溫度適應(yīng)范圍廣等。其缺點(diǎn)是質(zhì)量和體積都比較大，續(xù)航里程短，比能量低，壽命短，充電時(shí)間長。電極材料鉛是重金屬，污染環(huán)境。第一節(jié)電動(dòng)汽車圖5-4鉛酸蓄電池

鎳氫蓄電池（圖5-5）是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的新型電池。鎳氫蓄電池是由氫離子和金屬鎳合成的，它的正極活性物質(zhì)是氫氧化鎳，負(fù)極活性物質(zhì)是儲(chǔ)氫合金，是一種堿性蓄電池。鎳氫蓄電池作為近年來迅速發(fā)展起來的一種高能綠色充電電池，具有能量密度高、可快速充放電、循環(huán)壽命長、使用溫度范圍寬以及無污染等優(yōu)點(diǎn)。在筆記本計(jì)算機(jī)、便攜式攝像機(jī)及電動(dòng)自行車等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但是在純電動(dòng)汽車領(lǐng)域，鎳氫蓄電池還沒能完全推廣，還有高溫性能、儲(chǔ)存性能等很多技術(shù)瓶頸沒有突破。第一節(jié)電動(dòng)汽車圖5-5鎳氫蓄電池

鎘鎳蓄電池（圖5-6）是指采用金屬鎘作為負(fù)極活性物質(zhì)、氫氧化鎳作為正極活性物質(zhì)的堿性電池，它的電解液是氫氧化鉀水溶液或者氫氧化鈉水溶液。鎘鎳蓄電池可重復(fù)500次以上的充放電，經(jīng)濟(jì)耐用。其內(nèi)阻很小，可快速充電，又可為負(fù)載提供大電流，而且放電時(shí)電壓變化很小，是一種非常理想的直流供電電池。鎘鎳電池最致命的缺點(diǎn)是在充放電過程中如果處理不當(dāng)，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的“記憶效應(yīng)”，使得壽命大大縮短。第一節(jié)電動(dòng)汽車圖5-6鎘鎳蓄電池

鋰離子蓄電池（圖5-7）是最新一代的充電電池。1991年索尼公司發(fā)布首個(gè)商用鋰離子蓄電池。鋰離子蓄電池至今仍是便攜電子器件的主要電源。按照正極材料的不同可分為錳酸鋰離子電池、磷酸鐵鋰離子蓄電池、鎳鈷鋰離子蓄電池和鎳鈷錳鋰離子蓄電池。鋰離子蓄電池必須有防止過充的特殊保護(hù)電路。鋰離子蓄電池的工作電壓高，使用壽命長，比能量高，對環(huán)境無污染，但是由于鋰離子蓄電池的正極材料價(jià)格高，導(dǎo)致整個(gè)電池的使用成本偏高。第一節(jié)電動(dòng)汽車圖5-7鋰離子蓄電池

3．輔助模塊

純電動(dòng)汽車的輔助模塊主要是一些提高汽車舒適性、安全性和操控性的裝置。比如，聲光信號(hào)、空調(diào)系統(tǒng)、電子助力裝置、音響設(shè)備等。這些裝置在燃油汽車上早已應(yīng)用。但在純電動(dòng)汽車上有的模塊運(yùn)用很少，這主要是考慮到電池的續(xù)航里程和制造成本等問題。

目前限制純電動(dòng)汽車發(fā)展的最大困難是汽車蓄電池技術(shù)，現(xiàn)有技術(shù)水平制出的蓄電池體積大、質(zhì)量大、造價(jià)高、使用壽命有限，而純電動(dòng)汽車一次充電行駛里程也很有限，這些都限制了純電動(dòng)汽車的普及使用。要使純電動(dòng)汽車大規(guī)模應(yīng)用，必須依靠蓄電池技術(shù)的發(fā)展。第一節(jié)電動(dòng)汽車

二、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（圖5-8）是指能夠至少從下述兩類車載儲(chǔ)存的能量中獲得動(dòng)力的電動(dòng)汽車：①可消耗的燃料；②可再充電能/能量儲(chǔ)存裝置。通過在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車上使用電動(dòng)機(jī)，使得動(dòng)力系統(tǒng)可以按照整車的實(shí)際運(yùn)行工況要求靈活調(diào)控，而發(fā)動(dòng)機(jī)保持在綜合性能最佳的區(qū)域內(nèi)工作，從而降低油耗與排放。按照使用燃料的不同，可以分為汽油混合動(dòng)力電動(dòng)汽車和柴油混合動(dòng)力電動(dòng)汽車兩大類。

日本豐田公司生產(chǎn)的普銳斯混合動(dòng)力電動(dòng)汽車是世界上首款量產(chǎn)的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車。目前國內(nèi)外的多家汽車廠商都在進(jìn)行混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的研發(fā)與生產(chǎn)。

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車借助內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)提供的動(dòng)力可以帶動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)、助力裝置等，提高了駕駛時(shí)的操控性和乘坐的舒適性。在道路擁堵時(shí)可以切換至電動(dòng)模式，實(shí)現(xiàn)零排放。但是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車制造工藝復(fù)雜，維護(hù)成本較高。第一節(jié)電動(dòng)汽車第一節(jié)電動(dòng)汽車圖5-8奔馳混合動(dòng)力電動(dòng)汽車

1．串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車

串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（圖5-9和圖5-10）主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和蓄電池組等部件組成。發(fā)動(dòng)機(jī)僅僅用于發(fā)電，發(fā)電機(jī)所發(fā)出的電能供給電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車行駛。發(fā)電機(jī)發(fā)出的部分電能向電池充電，來延長混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的行駛里程。另外電池還可以單獨(dú)向電動(dòng)機(jī)提供電能來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車，使混合動(dòng)力電動(dòng)汽車在零污染狀態(tài)下行駛。第一節(jié)電動(dòng)汽車圖5-9串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車原理框圖第一節(jié)電動(dòng)汽車圖5-10串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車示意圖

2．并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車

并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（圖5-11和圖5-12）主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電/電動(dòng)機(jī)和蓄電池組等部件組成。并聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以單獨(dú)使用發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，也可以同時(shí)使用電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源來驅(qū)動(dòng)汽車。第一節(jié)電動(dòng)汽車圖5-11并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車原理框圖第一節(jié)電動(dòng)汽車圖5-12并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車示意圖

3．混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車

混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（圖5-13和圖5-14）主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、行星齒輪機(jī)構(gòu)和蓄電池組等部件組成。豐田普銳斯所采用的混合驅(qū)動(dòng)方式，是將發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)通過一個(gè)行星齒輪裝置連接起來。動(dòng)力從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出到與其相連的行星架，行星架將一部分轉(zhuǎn)矩傳送到發(fā)電機(jī)，另一部分傳送到電動(dòng)機(jī)并輸出到驅(qū)動(dòng)軸。此時(shí)車輛并不是串聯(lián)式或者并聯(lián)式，而是介于串聯(lián)和并聯(lián)之間，充分利用兩種驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)。第一節(jié)電動(dòng)汽車圖5-13混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車原理框圖第一節(jié)電動(dòng)汽車圖5-14混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車示意圖

三、燃料電池電動(dòng)汽車

燃料電池電動(dòng)汽車（圖5-15）是指以燃料電池系統(tǒng)作為單一動(dòng)力源或者是以燃料電池與可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)作為混合動(dòng)力源的電動(dòng)汽車。第一節(jié)電動(dòng)汽車圖5-15本田FCX燃料電池電動(dòng)汽車

燃料電池電動(dòng)汽車主要由燃料電池組、控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、輔助動(dòng)力系統(tǒng)和蓄電池組等組成，如圖5-16所示。燃料箱儲(chǔ)存燃料，燃料電池把燃料氧化的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，產(chǎn)生的直流電經(jīng)過控制器變?yōu)榻涣麟姾蠊┤腧?qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)車輪。第一節(jié)電動(dòng)汽車圖5-16燃料電池電動(dòng)汽車的基本組成

燃料電池（圖5-17）的化學(xué)反應(yīng)過程不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，因此，燃料電池車輛是無污染汽車，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機(jī)要高2～3倍。從能源的利用和環(huán)境保護(hù)方面而論，燃料電池電動(dòng)汽車是一種理想的車輛。

單個(gè)的燃料電池必須結(jié)合成燃料電池組，以便獲得必需的動(dòng)力，滿足車輛使用的要求。

燃料電池汽車的優(yōu)點(diǎn)包括：零排放或近似零排放、減少了機(jī)油泄漏帶來的水污染、降低了溫室氣體的排放、提高了燃油經(jīng)濟(jì)性和發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率并且運(yùn)行平穩(wěn)、無噪聲。第一節(jié)電動(dòng)汽車圖5-17燃料電池系統(tǒng)部件分解圖

常見的氣體燃料汽車包括壓縮天然氣汽車（CNG）、液化天然氣汽車（LNG）和液化石油氣汽車（LPG）等。

一、壓縮天然氣汽車

天然氣是在油田、氣田、煤田和沼澤地帶產(chǎn)生的天然氣體，主要成分是甲烷，純天然氣甲烷含量一般占90%以上。天然氣用作汽車燃料主要方式是壓縮天然氣和液化天然氣。

天然氣是一種清潔環(huán)境負(fù)荷能源，作為車用燃料，與石油提取的燃料車相比，尾氣中的CO排放量可減少80%以上，碳?xì)浼暗趸衔锱欧乓泊蟠鬁p少，溫室氣體的CO2也有顯著降低，且基本無顆粒及硫化物排放，有效延長了發(fā)動(dòng)機(jī)和潤滑油的使用壽命；另外，天然氣還擁有經(jīng)濟(jì)性高、運(yùn)行噪聲低、低溫起動(dòng)性較好等特點(diǎn)，因此天然氣是一種優(yōu)質(zhì)車用燃料。

天然氣密度低，不如汽油和柴油容易儲(chǔ)存，天然氣用于汽車燃料時(shí)，需要專用的燃料儲(chǔ)運(yùn)和供給系統(tǒng)。為了提供充足的燃料，天然氣必須壓縮至20.7～24.8MPa，然后進(jìn)入高壓氣瓶內(nèi)。常見的壓縮天然氣汽車就是用壓縮天然氣（CompressedNaturalGas）作為燃料的汽車，圖5-18所示為悅翔壓縮天然氣汽車。第二節(jié)氣體燃料汽車第二節(jié)氣體燃料汽車圖5-18悅翔壓縮天然氣汽車

二、液化天然氣汽車

LNG就是液化天然氣（LiquefiedNaturalGas）的簡稱，將氣田生產(chǎn)的天然氣凈化處理，再經(jīng)超低溫（-161℃）處理后，氣體天然氣就變成了液體天然氣，即液化天然氣。液化天然氣無色、無味、無毒且無腐蝕性，體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/610，質(zhì)量僅為同體積水的45%左右。另外，液化天然氣燃燒后幾乎不產(chǎn)生污染。

液化天然氣汽車（圖5-19）的使用就全球范圍內(nèi)講都還在起步階段，由于配套設(shè)置不完善及其他原因制約，液化天然氣目前更多的是用在商用車領(lǐng)域，乘用車方面比較少。第二節(jié)氣體燃料汽車圖5-19液化天然氣公交車

三、液化石油氣汽車

LPG是液化石油氣（LiquefiedPetroleumGas）的簡稱，是指常溫下加壓（約1MPa左右）而液化的石油氣。液化石油氣來自冶煉廠氣、濕性天然氣或油田伴生氣。

由于液化石油氣幾乎不含有不可燃燒成分，發(fā)熱量高、燃燒充分、無粉塵灰渣，所以，液化石油氣是一種清潔能源。使用液化石油氣能減少空氣污染，保護(hù)環(huán)境。液化石油氣燃燒時(shí)釋放的熱量是常用燃?xì)庵凶罡叩?，因此非常適合當(dāng)作車用燃料。

第二節(jié)氣體燃料汽車

以液化石油氣為燃料的液化石油氣汽車（圖5-20）早已問世，目前全世界已有超過50個(gè)國家在使用液化石油氣汽車。第二節(jié)氣體燃料汽車圖5-20液化石油氣汽車

生物燃料就是由生物原料生產(chǎn)的燃料，這些生物原料包括農(nóng)林產(chǎn)品或其副產(chǎn)品、工業(yè)廢棄物、生活垃圾等。農(nóng)業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)的碳水化合物是目前的主要生物原料，目前我們所說的生物燃料一般是指生物液體燃料。

生物燃料的優(yōu)點(diǎn)很多，首先，它是一種可再生的燃料。依靠生物原料的再生性，這種燃料可以說是取之不盡，用之不竭的；其次，生產(chǎn)的范圍廣。無論全球哪個(gè)地方，都可以獲得生產(chǎn)生物燃料所需的原材料；再次，生物燃料的推廣方便。不像燃?xì)馊剂希枰陆ㄑa(bǔ)給設(shè)備或?qū)Ｓ玫倪\(yùn)輸設(shè)備，生物燃料完全可以利用現(xiàn)有的加油站進(jìn)行燃料補(bǔ)給。生物燃料是非常環(huán)保的，它不會(huì)有過多的有害物質(zhì)排放，不會(huì)造成環(huán)境污染。

常見的生物燃料汽車包括醇類汽車、生物柴油汽車、二甲醚汽車等。第三節(jié)生物燃料汽車

一、醇類汽車

醇類燃料是指甲醇和乙醇，都屬于含氧燃料。與汽油相比，醇類燃料具有較高的熱輸出效率，能耗折合油耗量較低，由于燃燒充分，有害氣體排放較少，屬于清潔能源。

甲醇俗稱“木醇”或“木精”。用甲醇代替石油燃料在國外已經(jīng)應(yīng)用多年，20世紀(jì)80年代，我國開始了甲醇燃料的開發(fā)。目前，包括我國在內(nèi)世界上已有70多個(gè)國家不同程度地應(yīng)用甲醇汽車（圖5-21）。第三節(jié)生物燃料汽車圖5-21吉利甲醇汽車

乙醇俗稱酒精，它以玉米、小麥、薯類、糖或植物等為原料，經(jīng)發(fā)酵、蒸餾而制成。將乙醇進(jìn)一步脫水再經(jīng)過不同形式的變性處理后成為燃料乙醇。燃料乙醇也就是用糧食或植物生產(chǎn)的可加入汽油中的品質(zhì)改善劑。它不是一般的酒精，而是它的深加工產(chǎn)品。

燃料乙醇一般不會(huì)直接用來當(dāng)作汽車燃料，而是按一定的比例與汽油混合在一起使用，這有利于增加燃料的辛烷值。按照我國的國家標(biāo)準(zhǔn)，乙醇汽油是用90%的普通汽油與10%的燃料乙醇調(diào)和而成。它可以有效改善油品的性能和質(zhì)量，降低一氧化碳、碳?xì)浠衔锏戎饕廴疚锏呐欧?，它不?huì)影響汽車的行駛性能，還能減少有害氣體的排放量。燃料乙醇作為一種新型清潔燃料，是目前世界上可再生能源的發(fā)展重點(diǎn)。

第三節(jié)生物燃料汽車

乙醇汽油是燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的新型替代能源。從20世紀(jì)90年代末開始，乙醇燃料汽車（圖5-22）成為各國新能源規(guī)劃項(xiàng)目之一，逐步進(jìn)入人們視野。第三節(jié)生物燃料汽車圖5-22沃爾沃乙醇燃料汽車

二、生物柴油汽車

生物柴油是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及動(dòng)物油脂、餐飲垃圾油等為原料油通過酯交換工藝制成的可替代石化柴油的再生性柴油燃料。雪鐵龍C8生物柴油版汽車如圖5-23所示。第三節(jié)生物燃料汽車圖5-23雪鐵龍C8生物柴油版汽車

1983年，美國科學(xué)家GrahamQuick首先將菜籽油的甲酯用于發(fā)動(dòng)機(jī)，并將可再生的脂肪酸單酯定義為生物柴油。1984年美國和德國等國的科學(xué)家研究了采用脂肪酸甲酯或乙酯代替柴油作為燃料，即采用來自動(dòng)物或植物的脂肪酸單酯來代替柴油燃燒。

作為一種可替代化石燃料的可再生燃料，生物柴油具有以下多個(gè)特點(diǎn)：首先它是以可再生的動(dòng)物及植物脂肪酸單酯為原料，可以降低對石化燃料的依賴，包括自產(chǎn)和進(jìn)口；其次，生物柴油非常環(huán)保，使用生物柴油的汽車所排放出來的有害物質(zhì)僅為傳統(tǒng)柴油汽車的10%，顆粒物為普通柴油的20%；另外，生物柴油可以運(yùn)用于現(xiàn)在普通的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，可按任意比例與普通柴油摻和使用，在普通的加油站就可以獲得。

美國是研究和推廣生物柴油最早的國家，采用的是20%生物柴油，摻和80%普通柴油的B20柴油，而現(xiàn)在還能提供B99幾乎純生物柴油供應(yīng)。B20可將汽車的尾氣污染物降低50%，獲得美國能源署及環(huán)保署的清潔燃料殊榮，對生物柴油的稅率為0%。

歐盟是生物柴油推廣和發(fā)展最快的地區(qū)，生物柴油是歐盟最重要的生物燃料，約占生物燃料總產(chǎn)量的80%。歐盟約80%的生物柴油由油菜籽生產(chǎn)，剩余的主要由葵花油和豆油生產(chǎn)。生物柴油市場份額龐大的主要原因是歐盟相當(dāng)一大部分的汽車由柴油驅(qū)動(dòng)，以及柴油供應(yīng)短缺。第三節(jié)生物燃料汽車

三、二甲醚汽車

二甲醚又稱為甲醚，簡稱為DME，能從煤、煤氣層、天然氣和生物質(zhì)等多種資源中提取。以二甲醚為原料的二甲醚汽車（圖5-24）的進(jìn)一步發(fā)展將有效地解決原油危機(jī)和能源安全問題。第三節(jié)生物燃料汽車圖5-24二甲醚城市公交車

一、氫氣汽車

氫氣在常溫常壓下為無色、無味、無毒的氣體。氫是宇宙中最豐富的物質(zhì)，也是地球上儲(chǔ)量最豐富的資源，自然界的氫絕大部分以化合態(tài)的形式存在，最常見的便是水和有機(jī)物。

由于氫氣燃燒時(shí)放出熱量是相同條件下汽油的三倍，而且燃燒產(chǎn)物是對環(huán)境無害的水，是一種綠色高能的燃料。由于其具有熱值高、無污染、儲(chǔ)量豐富等優(yōu)勢，因此，氫動(dòng)力汽車是傳統(tǒng)汽車最理想的替代方案之一。寶馬氫能源汽車如圖5-25所示。

目前，氫氣作為動(dòng)力汽車主要有兩種方式。一種是以氫作為燃料電池的燃料與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生出電能起動(dòng)電動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)汽車，但氫氣儲(chǔ)存和攜帶限制了它的發(fā)展，這種汽車要真正投產(chǎn)還需要一定的時(shí)間。另一種方式是以氫氣直接作為燃料燃燒產(chǎn)生動(dòng)力。第四節(jié)其他新能源汽車第四節(jié)其他新能源汽車圖5-25寶馬氫能源汽車

二、太陽能汽車

太陽能汽車（圖5-26）是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并利用該電能驅(qū)動(dòng)車輛行駛的汽車。太陽能發(fā)電在汽車上的應(yīng)用，將能夠有效降低全球環(huán)境污染，創(chuàng)造潔凈的生活環(huán)境，隨著全球經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，太陽能汽車作為一個(gè)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)不是一個(gè)神話。燃燒汽油的汽車是城市中一個(gè)重要的污染源頭，汽車排放的廢氣包括二氧化硫和氮氧化物都會(huì)導(dǎo)致空氣污染，影響我們的健康?，F(xiàn)在各國的科學(xué)家正致力開發(fā)產(chǎn)生較少污染的電動(dòng)汽車，希望可以取代燃燒汽油的汽車。但由于現(xiàn)在各大城市的主要電力都是來自燃燒化石燃料的，使用電動(dòng)汽車會(huì)增加用電的需求，即間接增加發(fā)電廠釋放的污染物。有鑒于此，一些環(huán)